JP2001221851A - Ultrasonic sensor apparatus - Google Patents

Ultrasonic sensor apparatus

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JP2001221851A
JP2001221851A JP2000029649A JP2000029649A JP2001221851A JP 2001221851 A JP2001221851 A JP 2001221851A JP 2000029649 A JP2000029649 A JP 2000029649A JP 2000029649 A JP2000029649 A JP 2000029649A JP 2001221851 A JP2001221851 A JP 2001221851A
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JP
Japan
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signal
ultrasonic
transistor
amplifier
reflected wave
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JP2000029649A
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Japanese (ja)
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Junichi Koike
淳一 小池
Tsugihide Takeoka
世英 竹岡
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Niles Parts Co Ltd
Original Assignee
Niles Parts Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily discriminate a reflected wave with respect to noise and to expand a measuring range of an approach distance. SOLUTION: A controller 10 is equipped with a microcomputer 20 for outputting an oscillation pulse signal (a) to a signal line 39 via a modulation transistor 18 and inputs the reflected wave signal f', obtained by passing the receiving signal from the sensor part 40A through a detector 33 to detect obstacles or the like. In the sensor part 40A, an ultrasonic microphone 42 is driven by an output circuit 50, to send out an ultrasonic wave and the signal d' obtained through amplification a receiving signal c' by an antilogarithmic amplifier 60 is outputted to the signal line. The input side of the antilogarithmic amplifier is grounded by a prescribed time, containing the drive pulse of the ultrasonic microphone by a transistor 65 to be attenuated. Since reflected waves are amplified to the same level, regardless of the distance up to the obstacle or the like by the antilogarithmic amplifier, even if noise is mixed from the signal line, the discrimination of reflected waves is easy and the reverbration of the ultrasonic microphone is shortened by attenuation duet to the transistor 65 and a detectable distance becomes shorter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両に搭載
され車両周囲の障害物の検知などに用いられる超音波セ
ンサ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic sensor device mounted on a vehicle and used for detecting obstacles around the vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波センサ装置は送波器から超音波を
送出し、物体からの反射波を受波器で受信して送出から
受信までの時間差に基づいて、物体までの距離を検出す
る。これを車両用に用いて、検出された障害物が所定距
離内にあるときに警報を発するようにしたものとして、
図4に示したようなものがある。これは、超音波を送受
するセンサ部とこれを制御するコントローラとからな
り、コントローラの出力でブザーを駆動して警報を発す
る。なお、図5は各部における信号波形を示す。
2. Description of the Related Art An ultrasonic sensor device transmits an ultrasonic wave from a transmitter, receives a reflected wave from an object by a receiver, and detects a distance to the object based on a time difference from transmission to reception. . Using this for a vehicle, as an alarm is issued when the detected obstacle is within a predetermined distance,
There is such as shown in FIG. This is composed of a sensor unit for transmitting and receiving an ultrasonic wave and a controller for controlling the same, and a buzzer is driven by an output of the controller to generate an alarm. FIG. 5 shows a signal waveform in each section.

【0003】コントローラ10は、イグニションスイッ
チ2を介してバッテリ1に接続される電源端子11と、
ブザー3に接続される出力端子13と、センサ部40と
接続される第1制御通信端子12を備え、内部にマイク
ロコンピュータ20を備える。マイクロコンピュータ2
0は、電源端子11に接続され5Vを出力する定電圧源
14により作動する。その発振出力端子22からは40
KHzの発振パルス信号aを出力するとともに、入力端
子21に反射波信号fを入力してその時間差に基づいて
駆動出力端子23からブザー駆動信号を出力する。
[0003] The controller 10 has a power supply terminal 11 connected to the battery 1 via the ignition switch 2;
An output terminal 13 connected to the buzzer 3 and a first control communication terminal 12 connected to the sensor unit 40 are provided, and a microcomputer 20 is provided inside. Microcomputer 2
0 is operated by the constant voltage source 14 connected to the power supply terminal 11 and outputting 5V. From the oscillation output terminal 22, 40
A KHz oscillation pulse signal a is output, a reflected wave signal f is input to an input terminal 21, and a buzzer drive signal is output from a drive output terminal 23 based on the time difference.

【0004】電源端子11と制御端子12の間には変調
用トランジスタ18が設けられ、変調用トランジスタ1
8のコレクタは電源端子11に接続され、エミッタが抵
抗19を介して第1制御通信端子12に接続されてい
る。コレクタに抵抗30を介して接続されたベースは、
ツエナダイオード17を介して制御トランジスタ16の
コレクタに接続されている。制御トランジスタ16のベ
ースは抵抗15を介してマイクロコンピュータ20の発
振出力端子22に接続され、エミッタは接地されてい
る。
A modulation transistor 18 is provided between the power supply terminal 11 and the control terminal 12.
The collector of 8 is connected to the power supply terminal 11, and the emitter is connected to the first control communication terminal 12 via the resistor 19. The base connected to the collector via the resistor 30 is
It is connected to the collector of the control transistor 16 via a zener diode 17. The base of the control transistor 16 is connected to the oscillation output terminal 22 of the microcomputer 20 via the resistor 15, and the emitter is grounded.

【0005】変調用トランジスタ18は常オンに設定さ
れて、電源端子11に入力している電圧を制御トランジ
スタ16を介したマイクロコンピュータ20からの発振
パルス信号により変調した信号b0を第1制御通信端子
12に与える。
The modulation transistor 18 is normally turned on, and a signal b0 obtained by modulating a voltage input to the power supply terminal 11 by an oscillation pulse signal from the microcomputer 20 via the control transistor 16 is used as a first control communication terminal. Give to 12.

【0006】第1制御通信端子12にはさらにコンデン
サ31を介して増幅器(AMP)32、検波器33およ
びコンパレータ34が順次に接続され、コンパレータ3
4の出力側がマイクロコンピュータ20の入力端子21
に接続されている。マイクロコンピュータ20の駆動出
力端子23には、抵抗35を介して駆動トランジスタ3
6のベースが接続され、駆動トランジスタ36のコレク
タは出力端子13に接続され、エミッタは接地されてい
る。電源端子11と出力端子13の間にブザー3が接続
されている。
An amplifier (AMP) 32, a detector 33 and a comparator 34 are sequentially connected to the first control communication terminal 12 via a capacitor 31.
4 is the input terminal 21 of the microcomputer 20
It is connected to the. A drive transistor 3 is connected to a drive output terminal 23 of the microcomputer 20 via a resistor 35.
6, the base of the driving transistor 36 is connected to the output terminal 13, and the emitter is grounded. The buzzer 3 is connected between the power terminal 11 and the output terminal 13.

【0007】センサ部40は、コントローラ10の第1
制御通信端子12と信号線39で接続される第2制御通
信端子41と、圧電素子からなる超音波マイク42を備
える。超音波マイク42は、超音波の送出器と反射波の
受波器とを兼用している。第2制御通信端子41と超音
波マイク42の間には、コントローラ10から第2制御
通信端子41に受けた信号に基づいて超音波マイク42
への駆動パルスを生成する出力回路50が設けられてい
る。超音波マイク42と第2制御通信端子41の間には
さらに、超音波マイク42で受信した反射波のための増
幅器90とバンドパスフィルタ80が設けられている。
[0007] The sensor unit 40 is a first
The control communication terminal 12 includes a second control communication terminal 41 connected to the control communication terminal 12 via a signal line 39, and an ultrasonic microphone 42 including a piezoelectric element. The ultrasonic microphone 42 also serves as an ultrasonic transmitter and a reflected wave receiver. The ultrasonic microphone 42 is connected between the second control communication terminal 41 and the ultrasonic microphone 42 based on a signal received from the controller 10 to the second control communication terminal 41.
An output circuit 50 for generating a drive pulse to the drive circuit is provided. Between the ultrasonic microphone 42 and the second control communication terminal 41, an amplifier 90 and a bandpass filter 80 for a reflected wave received by the ultrasonic microphone 42 are further provided.

【0008】出力回路50は、直列接続されたトランジ
スタ51、52とトランス58を主要部とし、トランジ
スタ51のエミッタは一端が接地されたコンデンサ54
の他端が接続されるとともに、ダイオード53を介して
第2制御通信端子41に接続されている。トランジスタ
51のベースは抵抗55を介して第2制御通信端子41
に接続されている。
The output circuit 50 mainly includes transistors 51 and 52 and a transformer 58 connected in series, and the emitter of the transistor 51 has a capacitor 54 whose one end is grounded.
Is connected to the second control communication terminal 41 via a diode 53. The base of the transistor 51 is connected to the second control communication terminal 41 via the resistor 55.
It is connected to the.

【0009】トランジスタ52のベースも抵抗56を介
して第2制御通信端子41に接続され、エミッタは接地
されている。トランジスタ51のコレクタとトランジス
タ52のコレクタの接続点はコンデンサ57を介してト
ランス58の1次側に接続され、トランス58の2次側
が超音波マイク42に接続されている。
The base of the transistor 52 is also connected to the second control communication terminal 41 via the resistor 56, and the emitter is grounded. A connection point between the collector of the transistor 51 and the collector of the transistor 52 is connected to a primary side of a transformer 58 via a capacitor 57, and a secondary side of the transformer 58 is connected to the ultrasonic microphone 42.

【0010】増幅器90は、反転入力部に超音波マイク
42の受信信号を入力し、出力部と反転入力部間を抵抗
92を介して接続した差動増幅器91からなり、一定増
幅率で受信信号を増幅する。
The amplifier 90 is composed of a differential amplifier 91 which inputs a reception signal of the ultrasonic microphone 42 to an inverting input section and connects an output section and an inverting input section via a resistor 92. To amplify.

【0011】バンドパスフィルタ80は、増幅器90の
出力をコンデンサ81、抵抗82およびコンデンサ83
を介して反転入力部に入力し、出力部と反転入力部間を
抵抗85を介して接続した差動増幅器84を備える。抵
抗82とコンデンサ83の接続点は抵抗86を介して接
地されるとともに、差動増幅器84の出力部との間には
さらにコンデンサ87が設けられている。これにより、
バンドパスフィルタ80は40KHzを中心とする所定
幅の信号のみを通過させるよう設定されている。
The band-pass filter 80 outputs the output of the amplifier 90 to a capacitor 81, a resistor 82, and a capacitor 83.
And a differential amplifier 84 connected between the output unit and the inverting input unit via a resistor 85. The connection point between the resistor 82 and the capacitor 83 is grounded via a resistor 86, and a capacitor 87 is further provided between the resistor 82 and the output of the differential amplifier 84. This allows
The band-pass filter 80 is set to pass only a signal having a predetermined width centered on 40 KHz.

【0012】増幅器90およびバンドパスフィルタ80
の各差動増幅器91、84の非反転入力には、ダイオー
ド53を介して第2制御通信端子41に接続された抵抗
71、ツエナダイオード72およびコンデンサ73によ
り形成されるバイアス電圧が印加されている。なお、超
音波マイク42と増幅器90の間にはコンデンサ75と
抵抗76が設けられ、またバンドパスフィルタ80と第
2制御通信端子41の間にもコンデンサ77が設けられ
て直流遮断を行なっている。
An amplifier 90 and a bandpass filter 80
A non-inverting input of each differential amplifier 91, 84 is applied with a bias voltage formed by a resistor 71, a Zener diode 72, and a capacitor 73 connected to the second control communication terminal 41 via a diode 53. . A capacitor 75 and a resistor 76 are provided between the ultrasonic microphone 42 and the amplifier 90, and a capacitor 77 is provided between the band-pass filter 80 and the second control communication terminal 41 to cut off DC. .

【0013】センサ部40では、出力回路50がコント
ローラ10からの信号に基づいてトランジスタ51、5
2が交互にオン・オフを繰り返して駆動パルスc0を生
成し、これにより超音波マイク42を駆動して超音波を
送出させる。障害物等に当たって戻ってきた反射波を超
音波マイク42が受信すると、その反射波c1、c2、
c3を含む受信信号cRは増幅器90で増幅された後、
バンドパスフィルタ80を経て第2制御通信端子41に
接続された信号線39へ出力される。なお、c1、c
2、c3はそれぞれ異なる距離にある障害物等からの反
射波である。
In the sensor section 40, an output circuit 50 outputs transistors 51 and 5 based on a signal from the controller 10.
2 alternately repeats on / off to generate a drive pulse c0, thereby driving the ultrasonic microphone 42 to transmit ultrasonic waves. When the ultrasonic microphone 42 receives a reflected wave that has returned after hitting an obstacle or the like, the reflected waves c1, c2,
After the received signal cR including c3 is amplified by the amplifier 90,
The signal is output to the signal line 39 connected to the second control communication terminal 41 via the band pass filter 80. Note that c1, c
2 and c3 are reflected waves from obstacles and the like at different distances.

【0014】図5中、dR(d1、d2、d3)は増幅
器90で増幅後の反射波に対応する受信信号である。な
お、増幅器90の作動電圧の制限によって駆動パルスc
0の増幅信号d0は所定の最大振幅となっている。図5
のbにおいて、b0を除くbz、bR(b1、b2、b
3)はバンドパスフィルタ80を経て信号線39上に出
力される信号である。
In FIG. 5, dR (d1, d2, d3) is a received signal corresponding to the reflected wave amplified by the amplifier 90. The drive pulse c is limited by the limitation of the operating voltage of the amplifier 90.
The amplified signal d0 of 0 has a predetermined maximum amplitude. FIG.
B, excluding b0, bz, bR (b1, b2, b
3) is a signal output on the signal line 39 via the band pass filter 80.

【0015】コントローラ10では、信号線39上の受
信信号dを増幅器32で増幅した後、検波器33で検波
を行う。コンパレータ34ではこの検波信号eを所定強
度L以上のものに制限し、波形整形して反射波信号fR
(f1、f2、f3)として出力する。マイクロコンピ
ュータ20はこのコンパレータ34から出力された反射
波信号fRと先に出力した発振パルス信号aとに基づい
て所定の演算を行ない、障害物等までの距離を求める。
In the controller 10, after the received signal d on the signal line 39 is amplified by the amplifier 32, detection is performed by the detector 33. The comparator 34 limits the detection signal e to a signal having a predetermined strength L or more, shapes the waveform, and adjusts the reflected wave signal fR
Output as (f1, f2, f3). The microcomputer 20 performs a predetermined calculation based on the reflected wave signal fR output from the comparator 34 and the previously output oscillation pulse signal a, and obtains a distance to an obstacle or the like.

【0016】上述したような超音波センサ装置によれ
ば、超音波の送出と受信が単一の超音波マイク42で行
なわれて小型化されるとともにコストも安価であり、ま
た信号線39がセンサ部40のための電源線をも兼ねて
いるので、構成を簡単にできるという利点が得られる。
また、障害物検出に限らず、例えば車両のフロアと路面
間の距離計測など種々の用途が提案されている。
According to the ultrasonic sensor device as described above, transmission and reception of ultrasonic waves are performed by a single ultrasonic microphone 42, so that the size is reduced and the cost is reduced. Since the power supply line also serves as the power supply line for the unit 40, there is an advantage that the configuration can be simplified.
Further, various applications have been proposed, such as not only obstacle detection but also measurement of a distance between a vehicle floor and a road surface, for example.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、コントローラ10とセンサ部40とが別
体とされ、両者を信号線39で結んでいる構成となって
いるから、信号線39を介して雑音が混入しやすい。一
方、センサ部40における反射波受信信号は障害物まで
の距離が長いほど弱く、c1、c2、c3のように順次
に受信電圧が低くなり、また、増幅器90は一定増幅率
で単に受信信号を比例的に増幅するだけであるから、と
くに遠距離からの反射波は雑音に埋もれてしまってその
識別が困難となるという問題がある。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, the controller 10 and the sensor section 40 are separated from each other and are connected by a signal line 39. Through which noise is likely to be mixed. On the other hand, the reflected wave reception signal in the sensor unit 40 is weaker as the distance to the obstacle is longer, and the reception voltage sequentially decreases as c1, c2, and c3, and the amplifier 90 simply converts the reception signal at a constant amplification factor. Since the signal is only amplified in proportion, the reflected wave from a long distance is buried in noise, and there is a problem that it is difficult to identify the reflected wave.

【0018】また、圧電素子等を用いた超音波マイク4
2はこれを駆動したとき残響czを伴うという問題があ
る。単一の超音波マイク42を超音波送出と受信に兼用
しているので、残響成分もdzのように増幅された後信
号線上のbzとしてコントローラ10へ入力されること
となり、とくに検出距離の短い路面など近接距離の計測
では反射波が残響成分dzと重なって識別が困難となる
おそれがある。したがって本発明は、上記の問題点に鑑
み、雑音に対して反射波の識別が容易で、さらには近接
距離の計測範囲も拡大可能の超音波センサ装置を提供す
ることを目的とする。
An ultrasonic microphone 4 using a piezoelectric element or the like
No. 2 has a problem that reverberation cz is accompanied when this is driven. Since the single ultrasonic microphone 42 is also used for transmitting and receiving ultrasonic waves, the reverberation component is also amplified like dz and then input to the controller 10 as bz on the signal line. In the measurement of a close distance such as a road surface, the reflected wave may overlap with the reverberation component dz, which may make identification difficult. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic sensor device capable of easily identifying a reflected wave with respect to noise and expanding a measurement range of a close distance in view of the above problems.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1の本
発明は、単一の超音波送受信体により超音波を送受信し
反射波を検出して物体の存在を検出する超音波センサ装
置であって、超音波送受信体により受信した受信信号を
逆対数増幅器により増幅したあと反射波の検出処理を行
うように構成されているものとした。逆対数増幅器によ
り、近距離からの反射波も遠距離からの反射波も同レベ
ルの振幅に増幅されるので、その後の検出処理が例えば
信号線を介した遠隔部位で行なわれるとき信号線から雑
音が混入することがあっても、どの反射波も雑音に埋も
れることなく容易に識別される。
According to the present invention, there is provided an ultrasonic sensor device for transmitting and receiving ultrasonic waves by a single ultrasonic transmitting and receiving body, detecting reflected waves, and detecting the presence of an object. In addition, it is configured such that a reception signal received by the ultrasonic transmitter / receiver is amplified by an antilogarithmic amplifier and then a reflected wave detection process is performed. The antilogarithmic amplifier amplifies the reflected wave from a short distance and the reflected wave from a long distance to the same level of amplitude, so that when the subsequent detection processing is performed at a remote site via the signal line, for example, noise from the signal line is reduced. However, any reflected wave can be easily identified without being buried in noise.

【0020】請求項2の発明は、さらに超音波送受信体
への駆動パルス供給を含む所定時間の間作動する受信信
号減衰手段を、逆対数増幅器の受信信号入力側に設けて
あるものとした。受信信号減衰手段は、請求項3に記載
のように、逆対数増幅器の受信信号入力側と接地間にト
ランジスタを接続し、該トランジスタのベースを駆動パ
ルスにより充電されるコンデンサからなる作動電源に接
続して構成することができる。受信信号減衰手段の作動
により、超音波送受信体の駆動に続く残響の消滅が早ま
り、その分だけさらに近接距離からの反射波が残響に重
なることなく検出可能となる。
According to a second aspect of the present invention, the reception signal attenuating means which operates for a predetermined time including the supply of the driving pulse to the ultrasonic transmitter / receiver is provided on the reception signal input side of the antilogarithmic amplifier. The receiving signal attenuating means connects a transistor between the receiving signal input side of the antilogarithmic amplifier and the ground, and connects the base of the transistor to an operating power supply comprising a capacitor charged by a driving pulse. Can be configured. By the operation of the reception signal attenuating means, the reverberation following the driving of the ultrasonic transmitting and receiving body is quickly eliminated, and the reflected wave from a close distance can be detected without overlapping the reverberation.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を実
施例により説明する。図1は実施例の構成を示す図であ
る。図2は各部における信号波形を示す。コントローラ
10およびこれに接続されたブザー3は、図4に示した
従来装置におけるコントローラおよびブザーと同一であ
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the embodiment. FIG. 2 shows a signal waveform in each section. The controller 10 and the buzzer 3 connected thereto are the same as the controller and the buzzer in the conventional device shown in FIG.

【0022】センサ部40Aは、コントローラ10の第
1制御通信端子12と信号線39で接続される第2制御
通信端子41と、圧電素子からなる超音波マイク42を
備える。第2制御通信端子41と超音波マイク42の間
には、コントローラ10から第2制御通信端子41に受
けた信号に基づいて超音波マイク42への駆動パルスを
生成する出力回路50が設けられている。出力回路50
は図4に示した従来装置における出力回路と同じであ
り、トランス58の2次側が超音波マイク42に接続さ
れている。
The sensor section 40A includes a second control communication terminal 41 connected to the first control communication terminal 12 of the controller 10 via a signal line 39, and an ultrasonic microphone 42 composed of a piezoelectric element. An output circuit 50 is provided between the second control communication terminal 41 and the ultrasonic microphone 42 for generating a drive pulse for the ultrasonic microphone 42 based on a signal received from the controller 10 to the second control communication terminal 41. I have. Output circuit 50
Is the same as the output circuit in the conventional device shown in FIG. 4, and the secondary side of the transformer 58 is connected to the ultrasonic microphone 42.

【0023】超音波マイク42には、直列のコンデンサ
75と抵抗76を介して逆対数増幅器60とバンドパス
フィルタ80が順次接続され、バンドパスフィルタ80
の出力側がコンデンサ77を介して第2制御通信端子4
1に接続されている。
An antilogarithmic amplifier 60 and a bandpass filter 80 are sequentially connected to the ultrasonic microphone 42 via a series capacitor 75 and a resistor 76.
Is connected to the second control communication terminal 4 via the capacitor 77.
1 connected.

【0024】逆対数増幅器60は、出力側を抵抗を介し
て反転入力部に接続した差動増幅器61を備え、その反
転入力部と抵抗76の間にトランジスタ63が設けられ
ている。トランジスタ63はコレクタを差動増幅器61
の反転入力部に、エミッタを抵抗76に接続し、ベース
には非反転入力部と同じバイアス電圧が印加されるよう
になっている。これにより、逆対数増幅器60は図3に
示すように、入力電圧が小さいときは出力電圧が高く、
入力電圧が大きいときは出力電圧が低くなる。
The antilogarithmic amplifier 60 includes a differential amplifier 61 whose output is connected to an inverting input section via a resistor, and a transistor 63 is provided between the inverting input section and a resistor 76. The transistor 63 has a collector connected to the differential amplifier 61.
, The emitter is connected to the resistor 76, and the same bias voltage as that of the non-inverting input section is applied to the base. Thereby, as shown in FIG. 3, the antilogarithmic amplifier 60 has a high output voltage when the input voltage is small,
When the input voltage is large, the output voltage is low.

【0025】逆対数増幅器60におけるトランジスタ6
3のエミッタはさらにトランジスタ65を介して接地さ
れる。トランジスタ65のベースは出力回路50におけ
るトランジスタ51とトランジスタ52の接続点と抵抗
66を介して接続され、また互いに並列の抵抗67およ
びコンデンサ68を介して接地されている。
Transistor 6 in antilog amplifier 60
The emitter of 3 is further grounded via transistor 65. The base of the transistor 65 is connected to a connection point between the transistor 51 and the transistor 52 in the output circuit 50 via a resistor 66, and is also grounded via a resistor 67 and a capacitor 68 which are parallel to each other.

【0026】バンドパスフィルタ80は図4に示した従
来装置のセンサ部におけるバンドパスフィルタと同じで
ある。逆対数増幅器60およびバンドパスフィルタ80
の各差動増幅器61、84の非反転入力部には、ダイオ
ード53を介して第2制御通信端子41に接続された抵
抗71、ツエナダイオード72およびコンデンサ73に
より形成されるバイアス電圧が印加されている。
The bandpass filter 80 is the same as the bandpass filter in the sensor section of the conventional device shown in FIG. Antilog amplifier 60 and bandpass filter 80
A bias voltage formed by a resistor 71, a Zener diode 72 and a capacitor 73 connected to the second control communication terminal 41 via a diode 53 is applied to the non-inverting input portions of the differential amplifiers 61 and 84. I have.

【0027】上記構成において、センサ部40Aでは、
出力回路50においてコントローラ10からの信号に基
づいてトランジスタ51、52が交互にオン・オフを繰
り返して駆動パルスc0を生成し、これにより超音波マ
イク42を駆動して超音波を送出させる。障害物等に当
たって戻ってきた反射波を超音波マイク42が受信する
と、その反射波を含む受信信号cRは逆対数増幅器60
で増幅された後、バンドパスフィルタ80を経て第2制
御通信端子41に接続された信号線39へ出力される。
In the above configuration, in the sensor section 40A,
In the output circuit 50, the transistors 51 and 52 alternately turn on and off based on a signal from the controller 10 to generate a drive pulse c0, thereby driving the ultrasonic microphone 42 to transmit ultrasonic waves. When the ultrasonic microphone 42 receives the reflected wave that has returned after hitting an obstacle or the like, the received signal cR including the reflected wave is converted into an antilogarithmic amplifier 60.
, And is output to the signal line 39 connected to the second control communication terminal 41 via the band pass filter 80.

【0028】入力電圧の小さい受信信号は逆対数増幅器
60で大きく増幅され、入力電圧の大きい受信信号は逆
対数増幅器60で小さく増幅されて、逆対数増幅器60
後の受信信号はdR’(d1’、d2’、d3’)のよ
うにいずれも同レベルの振幅の波形となる。出力回路5
0が上記駆動パルスc0を出力している間、コンデンサ
68に電荷が蓄えられ、トランジスタ65はそのベース
電位が高くなってオンし、このため、逆対数増幅器60
への受信信号の入力は減衰される。
A received signal having a small input voltage is greatly amplified by the antilogarithmic amplifier 60, and a received signal having a large input voltage is amplified by the antilogarithmic amplifier 60 to be slightly amplified.
The subsequent received signals have the same level of amplitude as dR '(d1', d2 ', d3'). Output circuit 5
0 outputs the driving pulse c0, the electric charge is stored in the capacitor 68, and the base potential of the transistor 65 is increased to turn on the transistor 65.
The input of the received signal to is attenuated.

【0029】コンデンサ68は駆動パルスc0のオフ後
徐々に放電するので、その端子電位は駆動パルスc0の
オフ後もしばらく所定値以上の値を保持して、トランジ
スタ65のオン状態を継続する。これにより、駆動パル
スの増幅信号d0’に続く超音波マイク42の残響成分
dz’はそのエネルギーが減衰されて、従来の場合のd
zの長さよりもWだけ短い時間で消滅する。図2中、b
z’、bR’(b1’、b2’、b3’)はバンドパス
フィルタ80を経て信号線39上に出力される信号であ
る。また、e’およびfR’(f1’、f2’、f
3’)はそれぞれ信号線39上の信号b’に対する検波
信号およびコンパレータ34で抽出された反射波信号で
ある。
Since the capacitor 68 is gradually discharged after the drive pulse c0 is turned off, the terminal potential of the capacitor 68 is maintained at a predetermined value or more for a while after the drive pulse c0 is turned off, and the transistor 65 is kept on. As a result, the energy of the reverberation component dz ′ of the ultrasonic microphone 42 following the amplified signal d0 ′ of the drive pulse is attenuated, and d
It disappears in a time shorter by W than the length of z. In FIG. 2, b
z ′ and bR ′ (b1 ′, b2 ′, b3 ′) are signals output on the signal line 39 via the band-pass filter 80. Further, e ′ and fR ′ (f1 ′, f2 ′, f
3 ′) are a detection signal for the signal b ′ on the signal line 39 and a reflected wave signal extracted by the comparator 34, respectively.

【0030】本実施例は以上のように構成され、単一の
超音波マイク42で超音波を送受するセンサ部40Aと
これを制御するコントローラ10が信号線39で接続さ
れた超音波センサ装置において、センサ部40Aが超音
波マイク42の受信信号を逆対数増幅器60で増幅して
からコントローラ10へ出力し検波するものとしたの
で、近距離からの反射波も遠距離からの反射波も同レベ
ルの振幅に増幅され、信号線39から雑音が混入するこ
とがあっても識別容易で、障害物等の検出が確実に行な
われる。
The present embodiment is configured as described above. In the ultrasonic sensor device in which a sensor unit 40A for transmitting and receiving ultrasonic waves by a single ultrasonic microphone 42 and a controller 10 for controlling the same are connected by a signal line 39. Since the sensor unit 40A amplifies the reception signal of the ultrasonic microphone 42 with the antilogarithmic amplifier 60 and then outputs the signal to the controller 10 for detection, the reflected wave from a short distance and the reflected wave from a long distance are at the same level. , And even if noise is mixed in from the signal line 39, it is easy to identify, and the detection of an obstacle or the like is reliably performed.

【0031】また、逆対数増幅器60の受信信号入力側
をトランジスタ65を介して接地し、超音波マイク42
への駆動パルス供給を含む所定時間このトランジスタ6
5をオンさせることにより、超音波マイク駆動に続く残
響の消滅時間が短縮されるので、反射波が残響に重なっ
て識別できない領域が減少し、従来より一層近接した距
離からの反射波が検出できる。上記の所定時間は、トラ
ンジスタ65のベースに接続された電源に含まれるコン
デンサ68の容量選択により簡単に調整できる。
The receiving signal input side of the antilogarithmic amplifier 60 is grounded via a transistor 65, and the ultrasonic microphone 42
A predetermined time including the supply of a drive pulse to the transistor 6
By turning on 5, the time for eliminating the reverberation following the driving of the ultrasonic microphone is reduced, so that the region where the reflected wave overlaps with the reverberation and cannot be identified is reduced, and the reflected wave from a closer distance than before can be detected. . The predetermined time can be easily adjusted by selecting the capacitance of the capacitor 68 included in the power supply connected to the base of the transistor 65.

【0032】なお、実施例では単一の超音波送受信体と
して圧電素子からなる超音波マイク42を用いたが、種
々の代替物を使用することができる。また、コントロー
ラ10の駆動出力でブザー3を作動させるものとした
が、これに限定されず、視覚的に障害物など反射物体ま
での距離を表示するものとしてもよい。
In the embodiment, the ultrasonic microphone 42 composed of a piezoelectric element is used as a single ultrasonic transmitter / receiver, but various alternatives can be used. Further, the buzzer 3 is operated by the drive output of the controller 10, but the invention is not limited to this. The buzzer 3 may be visually displayed to indicate the distance to a reflective object such as an obstacle.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のとおり、請求項1の本発明は、単
一の超音波送受信体を用いた超音波センサ装置におい
て、超音波送受信体により受信した受信信号を逆対数増
幅器により増幅したあと反射波の検出処理を行うものと
したので、近距離からの反射波も遠距離からの反射波も
同レベルの振幅に増幅され、これにより、雑音が混入す
ることがあってもどの反射波も雑音に埋もれることなく
容易に識別できる。したがって、超音波送受信体を含む
センサ部と他の検出処理側が離間した部位に設置されて
信号線を介して接続される場合にも、信号線に乗るおそ
れのある雑音に影響を受けない。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in an ultrasonic sensor device using a single ultrasonic transmitter / receiver, a signal received by the ultrasonic transmitter / receiver is amplified by an antilog amplifier. Since the detection processing of the reflected wave is performed, the reflected wave from a short distance and the reflected wave from a long distance are amplified to the same level of amplitude, so that even if noise is mixed, any reflected wave can be obtained. It can be easily identified without being buried in noise. Therefore, even when the sensor unit including the ultrasonic transmitting / receiving unit and the other detection processing side are installed at a distance from each other and are connected via the signal line, there is no influence from noise that may be on the signal line.

【0034】請求項2の発明は、さらに逆対数増幅器の
受信信号入力側に受信信号減衰手段を設け、駆動パルス
供給を含む所定時間だけ作動させるので、超音波送受信
体の残響の消滅が早まり、近接距離の検出領域が広が
る。請求項3の発明は、超音波送受信体への駆動パルス
により充電されるコンデンサからなる作動電源にベース
を接続したトランジスタを介して逆対数増幅器の受信信
号入力側を接地して上記受信信号減衰手段としたので、
簡単な構成で所定時間を設定できる。
According to the second aspect of the present invention, the reception signal attenuating means is further provided on the reception signal input side of the antilogarithmic amplifier and is operated only for a predetermined time including the supply of the driving pulse. The detection area of the close distance is expanded. According to a third aspect of the present invention, the reception signal attenuating means is provided by grounding a reception signal input side of an antilogarithmic amplifier via a transistor having a base connected to an operating power supply comprising a capacitor charged by a drive pulse to the ultrasonic transmitter / receiver. So,
The predetermined time can be set with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】実施例装置の各部における信号波形を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing signal waveforms at various parts of the embodiment device.

【図3】実施例における逆対数増幅器の増幅率特性を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating gain characteristics of an antilog amplifier according to an embodiment.

【図4】従来例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional example.

【図5】従来例の各部における信号波形を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a signal waveform in each section of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バッテリ 2 イグニションスイッチ 3 ブザー 10 コントローラ 11 電源端子 12 第1制御通信端子 13 出力端子 14 定電圧源 15、19 抵抗 16 制御トランジスタ 17 ツエナダイオード 18 変調用トランジスタ 20 マイクロコンピュータ 21 入力端子 22 発振出力端子 23 駆動出力端子 30 抵抗 31 コンデンサ 32 増幅器 33 検波器 34 コンパレータ 35 抵抗 36 駆動トランジスタ 39 信号線 40 センサ部 40A センサ部 41 第2制御通信端子 42 超音波マイク 50 出力回路 51、52 トランジスタ 53 ダイオード 54 コンデンサ 55、56 抵抗 57 コンデンサ 58 トランス 60 逆対数増幅器 61 差動増幅器 62、66、67 抵抗 63、65 トランジスタ 68 コンデンサ 71、76 抵抗 72 ツエナダイオード 73 コンデンサ 75、77 コンデンサ 80 バンドパスフィルタ 81、83、87 コンデンサ 82、85、86 抵抗 84 差動増幅器 90 増幅器 91 差動増幅器 92 抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Ignition switch 3 Buzzer 10 Controller 11 Power supply terminal 12 First control communication terminal 13 Output terminal 14 Constant voltage source 15, 19 Resistance 16 Control transistor 17 Zener diode 18 Modulation transistor 20 Microcomputer 21 Input terminal 22 Oscillation output terminal 23 Drive output terminal 30 Resistance 31 Capacitor 32 Amplifier 33 Detector 34 Comparator 35 Resistance 36 Drive transistor 39 Signal line 40 Sensor unit 40A Sensor unit 41 Second control communication terminal 42 Ultrasonic microphone 50 Output circuit 51, 52 Transistor 53 Diode 54 Capacitor 55 , 56 resistor 57 capacitor 58 transformer 60 antilogarithmic amplifier 61 differential amplifier 62, 66, 67 resistor 63, 65 transistor 68 capacitor 71, 76 Anti 72 Zener diode 73 capacitor 75, 77 capacitor 80 bandpass filters 81,83,87 capacitor 82,85,86 resistor 84 differential amplifier 90 amplifier 91 differential amplifier 92 resistors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J083 AA02 AB13 AC05 AC16 AC18 AD04 AE01 AE06 AE08 AF05 BA01 BE50 BE54 CA01 CB01 CC03 EB11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5J083 AA02 AB13 AC05 AC16 AC18 AD04 AE01 AE06 AE08 AF05 BA01 BE50 BE54 CA01 CB01 CC03 EB11

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単一の超音波送受信体により超音波を送
受信し反射波を検出して物体の存在を検出する超音波セ
ンサ装置であって、超音波送受信体により受信した受信
信号を逆対数増幅器により増幅したあと反射波の検出処
理を行うように構成されていることを特徴とする超音波
センサ装置。
An ultrasonic sensor device for transmitting and receiving an ultrasonic wave by a single ultrasonic transmitting / receiving body and detecting a reflected wave to detect the presence of an object, wherein the reception signal received by the ultrasonic transmitting / receiving body is antilogarithmic. An ultrasonic sensor device configured to perform reflected wave detection processing after being amplified by an amplifier.
【請求項2】 前記超音波送受信体への駆動パルス供給
を含む所定時間の間作動する受信信号減衰手段を、前記
逆対数増幅器の受信信号入力側に設けてあることを特徴
とする請求項1記載の超音波センサ装置。
2. A reception signal attenuating means which operates for a predetermined time including supply of a driving pulse to said ultrasonic transmission / reception unit is provided on a reception signal input side of said antilogarithmic amplifier. The ultrasonic sensor device according to claim 1.
【請求項3】 前記受信信号減衰手段は、前記逆対数増
幅器の受信信号入力側と接地間にトランジスタを接続し
て構成され、該トランジスタのベースが前記駆動パルス
により充電されるコンデンサからなる作動電源に接続さ
れているものであることを特徴とする請求項2記載の超
音波センサ装置。
3. An operation power supply comprising a transistor connected between a reception signal input side of the antilogarithmic amplifier and a ground, wherein a base of the transistor is charged by the drive pulse. The ultrasonic sensor device according to claim 2, wherein the ultrasonic sensor device is connected to the ultrasonic sensor.
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